Batı Norveç Uygulamalı Bilimler Üniversitesi’nden Reza Arghandeh ve Hossein Farahmand hidroelektrik enerji üreticilerinin doğal kaynakları nasıl daha iyi kullanabileceği ve piyasaya hangi zamanda çıkabilecekleri konusunda çalışmalar yapıyor.
Araştırmacılar, su rezervuarlarının doluluk derecesini nasıl düzenlemeleri gerektiğini hesaplamak için yapay zeka ile somut yöntemler geliştirdi.
Arghandeh, “Hidroelektrik enerji üreticileri, önceden yaptıkları kararlardan şu an sadece %1 daha iyi kararlar alabilse, bu çok büyük bir ekonomik fark yaratacak ve enerji krizinin hafiflemesine yardımcı olacaktır.” diyor.
Avrupa enerji sisteminin öncelikleri yenilenebilir enerji kaynaklarına dayansa da, gelecekte bugünkünden çok daha fazla hava koşullarına bağımlı olacaktır. Bu da bizleri üretim-tüketim modellerinde değişime zorlayacaktır.
İklim değişikliği ve ona bağlı faktörler, enerji arzı konusunda belirsizlik yaratır ve karar verme sürecini daha karmaşık hale getirir. Araştırmacılar, bu belirsizliği azaltmaya yardımcı olacak ve böylece enerjiye erişimi güvence altına almayı amaçlıyorlar.
Tamamen elektriğe bağımlı
Arghandeh, ileri düzey yapay zeka yardımıyla meteorolojik verilerini, hidrolojik verilerini (rezervuarlara ne kadar su sağlandığı) ve topografik verilerini (peyzajın şekli) izlemek ve yorumlamak için bir yöntem bulmuştur. Farahmand, bu yapay zeka modellerini elektrik piyasası verileriyle birleştirir. Sonucunda, piyasadaki, hava ve rüzgardaki belirsizliği hesaba katan bir model oluştururlar. “Elektrik sıradan bir ürün değil, toplumumuzu ayakta tutan, neredeyse oksijen kadar önemli temel bir ihtiyaçtır. Bu temel ihtiyaca uygun, güvenilir ve sürdürülebilir erişim sağlamak son derece önemlidir” diyor Arghandeh. Ayrıca doğanın ekosisteme sunduğu oksijen gibi enerji üretiminde de sürekliliği sağlamak öncelikli hedeflerdendir. Ayrıca enerji üretiminde girdi tahminlerini doğru ve güvenilir yapabilmek hidroelektrik üretiminde her zaman bir zorluk olmuştur.
Kuzey yarım küresinde bulunan ülkelerde Mart-Nisan aylarında su rezervuarlar dolmaya başlar. Ardından dağların zirvelerindeki karlar erir ve su yüksek yerlerden rezervuarlara, düzenlenmiş su kaynaklarına ve ülke genelindeki nehir sistemlerine doğru akmaya başlar. Kış geri dönene kadar üreticiler yüksek bölgelerdeki rezervuarlardan piyasaya su temin etmek için düzenli aralıklarla su salarlar. Ayrıca, kışın su kaynağının kuruduğu (veya donduğu) dönemde rezervuarlarda yeterli su bulundurmak da önemlidir.
Su için karmaşık matematik
Ancak su ne zaman ve ne kadar salınmalıdır? Bu, hava koşulları, peyzajlar, yağışlar, kış sıcaklıkları, elektrik piyasası ve özellikle Avrupa özelinde siyasi durum gibi birçok farklı faktöre bağlıdır.
Küresel bazı siyasi gelişmeler altında Norveç enerji sistemi Avrupa’ya bağlılığından dolayı daha iyi kararlar vermek zorundadır. Bu durum, Rusya’nın Ukrayna’ya destek veren Avrupa’ya gaz satışını durdurması sonucunda ortaya çıkan olaylar tarafından güçlü bir şekilde kanıtlanmıştır. Rusya’nın gaz satışını durdurması, enerjiye erişimi güçleştirmesi ve enerji fiyatları üzerinde dramatik etkisi enerji üretiminde yapay zeka gibi araçların kullanılmasını zorunlu kılacaktır.
Enerji arzı için yapılan hesaplamalar, aynı anda dikkate alınması gereken pek çok faktöre bağlı olduğu için son derece karmaşıktır. Norveç’in elektrik üretiminde HES payının %88 civarı olduğu dikkate alındığında hidroelektrik enerji sektöründeki üreticiler, rezervuarlardaki su seviyesini nasıl düzenleyeceklerini hesaplamak için klasik yöntemler yerine yapay zeka destekli hesaplamalara geçmesi gerekmektedir. “Klasik yorucu yöntemleri, yapay zekadan gelen yöntemlerle güçlendirmek istiyoruz. Bu şekilde hesaplamaların hızını artırabilir ve daha kesin yanıtlar alabiliriz.” diyor Arghandeh.
Açık deniz rüzgarı için büyük hedefler
Yenilenebilir enerji türlerinden hidroelektrik ile enerji üretiminin bazı belirsizlikleri olsa da büyük avantajları vardır. Öncelikle, su potansiyeline ihtiyaç duyulduğunda su depolanabilir ve istenildiğinde elektrik üretebilir, bu da hidroelektriği temiz bir enerji olmasının yanında son derece esnek ve sürdürülebilir yapar.
“Aynı zamanda, bazı sınırlara uyulması gerekmektedir. Hidroelektrik enerji rezervuarı sınırlı bir boyuta sahiptir ve su akışı düzensizdir.” diyor Farahmand.
Yapay zeka modelleri, hidroelektrik enerjisi endüstrisindeki kararları etkileyen belirsizliklerin azaltılmasına yardımcı olduğu için, bugünkünden çok daha fazla elektrik güvenliğine katkıda bulunma potansiyeline sahiptir.
Norveç, 2050 yılına kadar fosil yakıt enerjisinin kullanımını azaltmayı ve karbonu nötr hale getirmeyi hedeflemektedir. Bu hedefe doğru atılan önemli adımlardan biri de deniz üstü rüzgar enerjisini devreye sokmaktır. Plan, 2040 yılına kadar Norveç kıta sahanlığındaki 30 gigawatt’lık bir deniz üstü rüzgar kapasitesi inşa etmektir, bu da mevcut hidroelektrik kapasiteyle eşdeğer bir miktarı ifade etmektedir.
“Rüzgar ve güneş gibi yeni yeşil enerji çeşitleri, hidroelektrikten çok daha belirsizdir. Rüzgar her zaman esmez ve güneş her zaman parlamaz.” diyor Farahmand. “Rüzgar koşulları çok hızlı değiştiği için, rüzgar enerjisi üretiminin enerji arzının bütünlüğünü saat başı nasıl etkilediğini hesaplayabilen modellere de ihtiyacımız var.” diye ekledi.
Enerji üreticileri ile işbirliği
Proje araştırmacıları, Lyse Produksjon AS ve Østfold Energi gibi enerji üreticileriyle işbirliği yapmışlardır. Yeni geliştirilen yapay zeka araçlarının amaçlandığı şekilde uygulandığında nasıl çalıştığını görmek için bazı testlerle çalışmalarına başlamıştır. Uzun vadede, Norveç’teki hidroelektrik sektöründeki önemli aktörlerin yöntemlerini benimseyeceklerini düşünmektedirler.
“Güneş ve rüzgar gibi enerji kaynaklarına çok daha fazla dayanan bir topluma geçiş yaparken, sürdürülebilir bir hidroelektrik enerji tedariki bizim için çok daha önemli hale gelecektir.” Bu temiz enerji kaynakları “Doğadan bize bir hediyedir. Mümkün olduğunca iyi yönetmek için çaba göstermemiz gerekiyor” diyor Farahmand.
Mahmut Öğütcü
Kaynak
https://techxplore.com/news/2023-05-artificial-intelligence-power.html